La piccola fuoriuscita di mercurio organico ha fatto questo al cervello dello scienziato

Cosa succede quando uno scienziato commette un errore minore? Questa storia di uno di questi scienziati che versa due gocce di mercurio sulla sua mano è ben nota dai tossicologi, ma forse non hai mai sentito il racconto ammonitore sulla sicurezza sul lavoro.

Guarda il video qui sopra o leggi la trascrizione qui sotto per scoprirlo.

Uno scienziato ha versato due gocce di mercurio organico sulla sua mano. Questo è quello che è successo al suo cervello. KW è una donna di 48 anni che si presenta al pronto soccorso con un progressivo deterioramento dell’equilibrio, dell’andatura e della parola. Lei dice l ” infermiera ammettendo che ha perso 15 chili nel corso degli ultimi 2 mesi e sperimentato diversi brevi episodi di nausea e disagio addominale.

Vedete, KW era un professore di chimica che ha studiato l’esposizione ai metalli tossici. Aveva una carriera influente in un’istituzione prestigiosa e c’erano pochi-forse nessuno-al mondo che conoscevano il soggetto meglio di lei.

Circa 5 mesi prima, stava trasferendo dimetilmercurio liquido da un contenitore quando improvvisamente due gocce dalla punta della pipetta sono state versate sul dorso o sul retro della mano guantata. Questo è stato un incidente che ha dovuto ricordare attivamente in quanto era così minore e incidentale. Non ci ha ripensato. Dice l’infermiera che aveva ripulito dopo la fuoriuscita correttamente per protocollo. Le sue mani indossavano i guanti così a lungo che era sudato dentro. Era abbastanza sicura di non avere alcun contatto fisico senza barriere con sostanze chimiche.

Nelle settimane successive, KW notò qualcosa che non andava quando entrava nei muri. Forse non stava prestando attenzione, pensò. Un giorno, ha quasi avuto un incidente d’auto. Ha iniziato a chiedere al marito di portarla all’università. Forse non aveva dormito bene, pensò.

Pelle profonda, KW sembrava essere sano, ma all’esame fisico, ha mostrato dismetria degli arti superiori: “dys-” che significa sbagliato, e “- metria” che significa lunghezza. I suoi movimenti degli arti sopra la sua vita erano scoordinati con il posizionamento previsto che spesso mancava il bersaglio a lunghezze variabili. Allo stesso modo, aveva un’andatura atassica: “a-” che significa senza, “- taxic” che significa ordine, e l’andatura era la sua camminata, era imbarazzante, squilibrata e disordinata. Entrambi questi sono stati combinati con grafia distassica e linguaggio scorretto, ognuno dei quali può indicare una potenziale neurodegenerazione data la sua passata esposizione al mercurio.

Aveva ragione a preoccuparsi della sua condizione.

Mentre i giorni continuavano, KW riferisce di avere un formicolio alle dita che sta diventando più forte. Vede brevi lampi di luce in entrambi gli occhi. Introduce il concetto di rumore di fondo bianco che inizia a lavare via il suo normale udito in entrambe le orecchie. La sua andatura diventa più atassica. Il suo discorso diventa più confuso; il suo campo visivo, più stretto.

Un esame del sangue rivela che i suoi livelli di mercurio nel sangue sono oltre 4.000 mcg / L 4 4.000 volte superiori al limite superiore del normale. Possiamo concludere qui che il declino neurologico di KW è dovuto alla tossicità del mercurio.

Ma qualcosa non va. Tipicamente, segni e sintomi di questo avvelenamento sono risolti dopo che l’esposizione è cessata. Non è in laboratorio da mesi, ma quei segni e sintomi sono ancora presenti e il suo declino neurologico sta accelerando. La tossicità del mercurio di KW è acuta in natura, il che significa che non c’era una fonte costante di esposizione a lei e che quell’episodio di fuoriuscita accidentale su alcuni sulla sua mano sinistra era sufficiente per portarla dove si trova ora.

Possiamo dimostrarlo. Stimiamo che il suo volume totale di sangue sia di circa quattro litri e mezzo, dato il suo peso di 70 kg misurato al momento del ricovero. Questo significa che ci sono 18 mg di mercurio nel suo sangue. Ma per il dimetilmercurio, gli studi stimano che solo il 5% della quantità assorbita è nel sangue, un po ‘ preoccupante dato che 18 mg è già 4.000 volte il limite superiore della norma. Dove sono gli altri 95%?

C’è un po ‘ di chimica di base da conoscere qui. Il mercurio elementare è un metallo, ma il dimetilmercurio-il composto a cui KW è stato esposto-è un mercurio organico, qualcosa che assorbe bene nel tessuto corporeo. La frazione dimetilica significa che è altamente lipofila:” philic “che significa un’affinità per e” lipo – ” che significa grasso; si mescola preferenzialmente con il tessuto grasso nel corpo.

Poiché il sangue è principalmente acqua, il dimetilmercurio si troverebbe molto di più nei tessuti e negli organi che contengono molto grasso, invece del sangue. Se 18 mg è 5%, allora c’è davvero un totale di 360 mg di mercurio accumulato nel suo corpo a 5 mesi postesposizione. Dato che la quantità letale nel corpo è di circa 400 mg e le sue condizioni neurologiche si stanno rapidamente deteriorando, KW è nei guai.

C’è un modo per rimuovere in qualche modo il mercurio dal suo corpo? Beh, forse. Questo ci riporta alla lipofilia. Il tuo corpo rimuove sostanze chimiche e farmaci attraverso il metabolismo. L’idea centrale è quella di rendere la sostanza chimica in questione più solubile in acqua, il che significa che può dissolversi in acqua, concentrarsi nelle urine ed essere escreta attraverso i reni. Questa ripartizione di solito avviene nel fegato, dove le sostanze chimiche vengono consegnate dal sangue mentre fluiscono attraverso il corpo.

Il problema con il dimetilmercurio è che, nel fegato, è suddiviso in metilmercurio, che è ancora lipofilo. Ancora peggio, è noto per legarsi al tessuto e causare danni ai radicali liberi e stress ossidativo e formare complessi che accelerano la morte cellulare.

La soluzione migliore qui è quella di intrappolare il mercurio all’interno di una molecola che è solubile in acqua all’esterno-cioè, chelazione, l’uso di un ligando che si lega alle molecole di organo-mercurio. La forma della molecola è importante per adattarsi al metallo organico all’interno.

KW è dato succimer; la forma della molecola intrappola il mercurio organico all’interno. L’esterno si mescola bene con l’acqua, permettendogli di essere rimosso dai reni. Riceve tre dosi in 24 ore. Si è scoperto che funziona perché i livelli di mercurio nelle sue urine sono aumentati di 160 volte il giorno successivo; questo si ripete per diversi giorni.

Ma non è abbastanza. E ‘ una settimana dopo e neuropsichiatrica consultare ora trova gravi deficit cognitivi in KW. Suo marito cerca di parlarle, ma lei a volte fissa nel vuoto. Se stiamo rimuovendo il mercurio dal suo sangue, perche ‘ sta peggiorando? Meno mercurio è buono, giusto? In questo caso, potrebbe non esserlo.

Inseguire un livello di mercurio nel sangue più basso è solo inseguire un valore di laboratorio più basso. Chiaramente, solo guardandola, non sta migliorando. Il suo peggioramento ha poco a che fare con un numero inferiore dal laboratorio. Rimuovere il mercurio dal suo sangue non significa rimuoverlo dai suoi organi.

Abbiamo stabilito due cose: La prima è che il mercurio organico KW è entrato in contatto con e il suo metabolita è lipofilo. Il secondo è che la maggior parte del mercurio sicuramente non è nel suo sangue, ma piuttosto, nel tessuto grasso.

In quale tessuto si trova esattamente il mercurio? Non potrebbe essere il cuore come quello è per lo più muscolare. Non potrebbe essere i suoi reni come quelli non sono fatti di grasso. Ma come circa il cervello? Il cervello ha il 60% di grassi, ed e ‘ li ‘ che il metilmercurio si sta accumulando, causando stress ossidativo, formando complessi proteici e inducendo la morte cellulare, manifestandosi come il suo declino neurologico.

Ma non è limitato a un solo organo-sta attraversando tutto il suo sistema nervoso. Gli assoni dei nervi che alimentano gli stimoli cerebrali sono coperti da una guaina mielinica, che aiuta a condurre i segnali. La mielina è anche il 60% di grassi. Questo mercurio si sta accumulando, formando complessi e danneggiando le cellule, interrompendo i suoi movimenti, i riflessi, la parola e i sensi.

A 3 settimane dalla presentazione iniziale al pronto soccorso, KW non risponde agli stimoli verbali, visivi e tattili. Aperture oculari spontanee e non provocate sono osservate in qualcuno che non è neurologicamente compromesso. Brillare una luce sul loro occhio causerebbe la pupilla a costrizione in modo da limitare la quantità di luce che entra nell’occhio-cioè, riflesso pupillare-ed è modulata da fattori cognitivi. Quando è lento, suggerisce una cognizione compromessa. In KW, è lento.

Dalle profondità del suo coma, a volte viene trovata sbadigliare spontaneamente con brevi episodi di agitazione, urla, pianto e movimenti improvvisi e improvvisi degli arti. C’è qualcuno dentro, ma quella persona è intrappolata in una prigione con il suo stesso corpo in coma.

Al momento della diagnosi, i suoi colleghi credevano che il suo lavoro con i sali di mercurio in passato fosse il colpevole, che forse respirava accidentalmente i vapori di mercurio, causando la tossicità. Ma ulteriori analisi hanno mostrato il contrario.

Il mercurio è rilevabile nei capelli. In incrementi di due millimetri di fili semplici, la quantità di mercurio libero trovato nel suo corpo dimezzato ogni 75 giorni, con una massima escrezione registrata circa 150 giorni prima di presentare al pronto soccorso; 150 giorni coincide con il periodo di tempo di 5 mesi ha dato l’infermiera ammettendo. Dividendo 150 giorni con un periodo di 75 significa che due emivite sono passate dall’esposizione iniziale al momento della misurazione quando aveva 4.000 mcg/L nel sangue. Invece di 360 mg totali, KW è stato inizialmente esposto a quattro volte tale quantità o 1.480 mg. Questo è quasi quattro volte la quantità letale nel sangue e significa che a un certo punto i suoi livelli di mercurio nel sangue erano come 16.000 volte il limite superiore della norma.

Dato che la concentrazione media di mercurio del salmone fresco dell’Atlantico è misurata come .022 ppm o .022 µg di mercurio per grammo di pesce, quindi per arrivare a 1.440 mg di mercurio significa che è necessario mangiare 65.000 kg o 144.000 libbre di salmone in una sola seduta per raggiungere l’esposizione di KW. Non solo sono il numero di giorni fisiologicamente coerente con il ricordo di KW di esposizione, ma la quantità era troppo.

La densità del dimetilmercurio è di circa 3 g / mL a temperatura ambiente e 1,44 g di esposizione al mercurio risulta essere circa mezzo millilitro di liquido. Poiché è tre volte più denso dell’acqua e viene fornito in una soluzione al 95%, circa due o tre gocce contengono il dosaggio con cui il professore è entrato in contatto e ci ha dato questo risultato.

È stato trovato dopo il fatto che il dimetilmercurio, infatti, si diffonde attraverso il tipo di guanti che KW indossava quel giorno, e lo fa in pochi secondi. La piccola esposizione, equivalente a poche gocce assorbite nella sua pelle, incorporato nel suo corpo e ha causato l’insorgenza ritardata della malattia cerebrale. È difficile per le persone a volte rendersi conto dell’entità della lesione che può presentarsi con quella che sembra un’esposizione banale. Anche nel caso di KW, i guanti si sudano, quindi potrebbe non aver nemmeno sentito alcun liquido che si è versato all’esterno del guanto sulla sua mano.

Il concetto di insorgenza ritardata della malattia diverse settimane o mesi dopo l’esposizione iniziale non è raro. L’hai sperimentato tu stesso. Le malattie infettive hanno notoriamente un periodo di incubazione che può variare da poche ore a quasi un anno prima di manifestare i sintomi clinici. Succede ogni anno quando c’è una nuova influenza che galleggia, ma può essere estrema, durante la peste bubbonica in Europa dove la trasmissione può avvenire attraverso il tatto e manifestarsi in poche ore.

Oggi, in Cina e in Iran, gli agricoltori sono stati inconsapevolmente esposti a superwarfarins usati come veleno per topi. Warfarin, usato oggi in pazienti a rischio di ictus, riduce tale rischio assottigliando il sangue, impedendogli di formare coaguli.

In una persona sana, urtare il braccio forma un livido, una forma di sanguinamento. Che il sanguinamento si ferma a causa della coagulazione. Coaguli possono rompere e bloccare i vasi sanguigni, come quelli nel cervello causando ictus. Fermare la coagulazione significa che il sanguinamento non si ferma nei pazienti che assumono troppo warfarin. Quei contadini che sono stati avvelenati con superwarfarins sono stati trovati con massiccia emorragia addominale, accompagnata da ematuria, la minzione del sangue, prima di scadere in ospedale a causa di dissanguamento, con il sangue che lascia il corpo in quantità fatali.

Poiché il grasso non scorre liberamente nel corpo come l’acqua, il tempo di permanenza dei farmaci lipofili nel tessuto adiposo può essere una scala temporale più lunga rispetto ai farmaci idrofili, consentendo a cose come il superwarfarin e il dimetilmercurio di accumularsi nel grasso, metabolizzare lentamente nel fegato e quindi rilasciare quantità nel sangue fino a raggiungere una dose letale.

Solo altri tre casi di avvelenamento da dimetilmercurio sono stati documentati nella storia. Nel 1865, due assistenti di laboratorio che lo sintetizzavano per la prima volta morirono diverse settimane dopo averlo fatto. Nel 1960, un altro lavoratore di laboratorio è stato esposto ad esso e anche lui ha subito un declino neurologico ritardato nello stesso modo di KW.

In generale, è una buona regola non toccare le cose se non sai cosa sono. Essere consapevoli di ciò che viene a contatto con la pelle. A meno che tu non sia un chimico, probabilmente non entrerai in contatto diretto con il dimetilmercurio come ha fatto KW. Non dimenticare, dovresti mangiare 65.000 kg di salmone atlantico fresco in una sola seduta per portarti dov’era.

Per KW, livelli estremamente elevati di mercurio sono stati trovati all’autopsia nel lobo frontale del suo cervello. I microscopi hanno rivelato un’estesa perdita neuronale e gliosi, una proliferazione inappropriata di cellule che supportano il nervo in tutto il cervelletto, che controlla la funzione motoria, spiegando la sua distassia, dismetria e andatura atassica. La perdita neuronale è stata trovata bilateralmente attraverso le sue cortecce visive e uditive, spiegando il suo campo visivo ristretto, così come il rumore bianco che ha iniziato a lavare via il suo udito prima che scivolasse in coma.

Come previsto, la quantità di mercurio trovata nel suo cervello era sei volte quella della presenza nel sangue, poiché la lipofilia del metilmercurio le permetteva di accedere al sistema nervoso. C’era poco che si poteva fare quel giorno in cui 4.000 mcg/L di mercurio è stato trovato nel suo sangue.

Poiché KW era un’esperta di fama mondiale nel suo campo, sapeva alla diagnosi cosa ne sarebbe stato di lei. Una volta che i sintomi compaiono nella tossicità del mercurio così grave, c’è molto poco che la terapia di chelazione può fare come la tossina ha iniziato ad assorbire nel tessuto neurologico. L ” insorgenza ritardata servito come un mezzo per lei di dare direttive avanzate per informare gli altri sulla sua storia e avvertirli dei rischi professionali che devono affrontare ogni giorno.

Oggi, coloro che maneggiano il dimetilmercurio dovrebbero indossare due paia di guanti-un tipo laminato altamente resistente che si trova sotto un altro paio di guanti in neoprene o nitrile con risvolto lungo. I suoi colleghi della comunità scientifica, così come la sua famiglia e il governo degli Stati Uniti, tutti hanno lavorato insieme per realizzare un’estrema consapevolezza della sicurezza nella scienza, un’eredità che vive oggi decenni dopo. KW sia nella sua scienza che nella sua storia trascende il confine del tempo.

Grazie mille per aver guardato. Prenditi cura di te stesso e stai bene.